CN113894635B - 基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及晶圆加工技术领域，具体是基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，包括台架，所述台架的顶部设置有下磨盘，下磨盘和台架的中间穿设有主轴，且下磨盘的上方设置有上磨盘，所述主轴外套设有偏心传动筒，偏心传动筒通过偏心运动机构与主轴连接，且主轴通过偏心传动筒连接有行星运动工件盘；所述上磨盘的顶部连接有压盘，压盘的外壁和内壁分别与台架的顶部外壁和偏心传动筒的外壁活动配合，本发明能够通过偏心传动筒带动行星运动工件盘进行运动，使得晶圆在研磨过程中既能够自转，又能够绕着主轴公转，而且还能够直线往复偏心运动，让晶圆受到各方向的研磨效果，促进研磨粒子对晶圆施加更多方向的作用，极大的提高研磨效率。

Description

基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机
技术领域
本发明涉及晶圆加工技术领域，具体是基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999％；晶圆研磨的目的在于去掉切割时在晶圆表面产生的锯痕和破损，使晶圆表面达到所要求的光洁度，对晶圆的边缘和表面进行抛光处理，一、进一步去掉附着在晶片上的微小粒子，二、获得极佳的表面平整度，以利于后面所要降到的晶圆处理工序加工；目前我国高端超精密硅基晶圆研磨抛光机完全依赖进口，在近期中美关系没有缓和的情况下随时有可能受进口技术卡脖子现象，如此会严重影响我国高端芯片的发展。
现有技术中，存在问题如下：
(1)晶圆在上下研磨盘之间旋转运动，单纯旋转，研磨动作变化小，晶圆表面粒子所受到的研磨方向变化少，导致研磨效率低。
(2)磨盘转动时，靠近外圈的部位转速较快，而靠近内圈的部位转速相对较慢，而晶圆是在研磨盘底部内圈到外圈之间都有分布的，这就导致靠近内圈部位的晶圆和靠近外圈部位的晶圆所受到的研磨效果是不同的，研磨的速率也不同。
(3)研磨时会产生大量的细小粒子，若不及时清除，会导致研磨效果不均匀，现有研磨液从上磨台中间流出，研磨液流动量小，且流动方向较为混料，导致研磨出的细小粒子不能够快速被冲刷。
(4)研磨台和摆放工件的齿轮盘在研磨过程中，不断受到摩擦，会导致温度升高，进而导致研磨精度下降，现有设备直接通过研磨液冲洗，恒温控制效果差。
(5)研磨前需要将晶圆从晶片花篮中取下摆放至工件孔内，研磨完成后需要将晶圆从工件孔内取出摆放至晶片花篮中，晶圆需要逐个取出，较为麻烦，且效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是：基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，包括台架，所述台架的顶部设置有下磨盘，下磨盘和台架的中间穿设有主轴，且下磨盘的上方设置有上磨盘，所述主轴外套设有偏心传动筒，偏心传动筒通过偏心运动机构与主轴连接，且主轴通过偏心传动筒连接有行星运动工件盘；
所述上磨盘的顶部连接有压盘，压盘的外壁和内壁分别与台架的顶部外壁和偏心传动筒的外壁活动配合，并且压盘的中间设置有横向分布的通道。
优选的，所述偏心传动筒的内壁两侧对称位置分别开设有孔槽，所述主轴的两侧外壁上分别设置有传动滑块，传动滑块的结构与所述孔槽的结构相匹配，且传动滑块与孔槽滑动配合；
所述偏心运动机构包括偏心运动控制电机、偏心轴和2个推拉杆，2个推拉杆的一端均与偏心轴的偏心部分转动连接，且2个推拉杆的另一端分别与偏心传动筒的内壁两侧对称位置转动连接，而偏心轴的一端与偏心运动控制电机固定连接，偏心运动控制电机固定安装于主轴上。
优选的，所述偏心传动筒的内壁上设置有环形槽，所述主轴的外壁上设置有凸环，凸环的直径大于所述环形槽的内径，且凸环的直径小于所述环形槽的外径，并且凸环与所述环形槽滑动配合。
优选的，所述偏心传动筒的外壁上固定套设有内齿环，内齿环的外壁与行星运动工件盘的一侧啮合连接，行星运动工件盘摆放于下磨盘的顶部，且行星运动工件盘的外壁上均匀分布有轮齿，并且行星运动工件盘的另一侧啮合连接有外齿环，外齿环的外壁固定连接有平面滑环的内壁，平面滑环的外壁设置有限位环，限位环为“L”形结构，且限位环的内壁与下磨盘的顶部之间形成环形槽，该环形槽与平面滑环活动配合。
优选的，所述上磨盘为环形，且上磨盘内径大于偏心传动筒外径，所述上磨盘的顶部均匀环绕设置有条形凸起，且上磨盘的顶部通过所述条形凸起与压盘之间形成若干条由外壁到内壁方向的通孔，该通孔与压盘中间横向分布的通道相连通，所述压盘的外壁上转动连接有转环，转环的外壁连接有进入管，进入管与压盘中间横向分布的通道相连通，且进入管外壁固定连接有支架；
所述上磨盘中间设置有竖向通孔，该竖向通孔与所述条形凸起的位置错开分部；
所述下磨盘的四周均匀环绕分布有竖孔，且下磨盘的底部均匀环绕设置有条形凸起，并且下磨盘通过底部的条形凸起与台架之间形成若干条通道，所述下磨盘底部的通道的一端与下磨盘四周的竖孔连接，并且下磨盘底部的通道的另一端与排出管的一端连通，排出管的另一端连接有研磨液过滤器。
优选的，所述压盘的顶部通过升降调节机构连接有同步转盘，同步转盘的中间开设有圆形的齿孔，所述主轴的顶部设置有传动齿柱，传动齿柱的结构与同步转盘的结构相匹配；
所述升降调节机构包括上支座、下支座、升降调节电机、同步环、主动齿轮、从动齿轮、限位伸缩杆、螺纹管和螺纹杆，所述上支座和下支座分别与同步转盘和压盘固定连接，且上支座和下支座之间连接有限位伸缩杆，所述下支座的顶部与螺纹杆的一端固定连接，螺纹杆的另一端穿设于螺纹管的一端空腔内，螺纹管的另一端与上支座转动连接，且螺纹管外固定套设有从动齿轮，从动齿轮的一侧啮合连接有同步环的外壁，同步环的内壁与上支座转动连接，且同步环的底部内壁啮合连接有主动齿轮，主动齿轮的一侧与升降调节电机，升降调节电机固定安装于上支座上；
所述支架的顶部连接有伸缩吊杆的一端，伸缩吊杆的另一端与横架连接。
优选的，所述同步转盘外转动连接有横架，横架的两端底部分别设置有液压缸。
优选的，所述台架的一侧设置有自动取放机构，自动取放机构包括升降缸、旋转电机、丝杠滑台、滑座、吸气管、输送带机、可调节吸盘、拇指气缸、通气软管和支撑管，所述升降缸的下端连接有旋转电机，旋转电机固定安装于台架上，所述升降缸的上端连接有丝杠滑台的一端，丝杠滑台上设置有滑座，滑座上穿设有若干个吸气管，吸气管的下端设置有可调节吸盘，可调节吸盘的分布结构与行星运动工件盘上环绕分布的工件孔的结构相对应，所述输送带机与丝杠滑台下方的位置对应设置。
优选的，所述可调节吸盘的顶部连接有支撑管的一端，支撑管的中部转动连接有吸气管的下端，且支撑管的另一端通过通气软管与吸气管相连通，并且支撑管远离可调节吸盘一端的一侧铰接有拇指气缸的一端，拇指气缸的另一端与吸气管的外壁铰接。
优选的，所述主轴通过真空轴承连接有轴承基座，轴承基座采用济南青大理石材质；
所述主轴外套设有齿轮箱，齿轮箱的一侧连接有驱动电机。
本发明通过改进在此提供基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
其一：本发明中，通过偏心传动筒带动行星运动工件盘进行运动，使得晶圆在研磨过程中既能够自转，又能够绕着主轴公转，而且还能够直线往复偏心运动，让晶圆受到各方向的研磨效果，促进研磨粒子对晶圆施加更多方向的作用，极大的提高研磨效率；
其二：本发明中，通过偏心传动筒带动行星运动工件盘偏心直线运动，能够让行星运动工件盘中间摆放的晶圆由靠近上磨盘和下磨盘的中心到远离上磨盘和下磨盘的中心不断变化，从而能够让晶圆受到研磨速率更加均匀，提高研磨效果；
其三：本发明中，主轴通过传动滑块既能够带动偏心传动筒旋转，又让偏心传动筒具有横向移动的空间，而且偏心运动控制电机通过偏心轴旋转，能够让推拉杆对偏心传动筒横向往复推动，从而让偏心传动筒能够高速的偏心直线往复活动；
其四：本发明中，偏心传动筒能够通过内齿环带动行星运动工件盘旋转，让晶圆以行星运动工件盘的中心为中点转动，而在外齿环的配合作用下，使得行星运动工件盘能够以偏心传动筒为中心公转，让晶圆绕着偏心传动筒在上磨盘和下磨盘之间大范围大幅度的运动，促进研磨效率；
其五：本发明中，上磨盘顶部的通孔和压盘中间的通道内都可以流通研磨液，研磨液流动至上磨盘的顶部后，能够从上磨盘中间的通孔处向下流动，然后冲刷在被研磨的晶圆上，冲洗吊研磨下来的细小粒子，形成第一道冲刷效果，而后研磨液流动至上磨盘的的内壁与偏心传动筒外壁之间的环形空间内，从上磨盘的内壁向上磨盘的外壁方向流动，使得研磨液以及被冲刷下来的细小粒子向上磨盘的外壁方向流动，形成第二道全面的冲洗，快速的清除研磨下来的粒子，从而能够防止研磨不均匀的情况，提高研磨效果；
其六：本发明中，且使用过的研磨液能够从下磨盘四周的竖孔进入下磨盘底部的通道，最后从排出管排出，过程中，研磨液会不断地带走上磨盘和下磨盘以及晶圆被摩擦而产生的热量，保持研磨环境的恒温，而且上磨盘和下磨盘在研磨过程中能够被压盘罩住，使得整个研磨环境处于相对的封闭空腔内，让上磨盘和下磨盘以及晶圆都被研磨液浸泡，研磨液能够浸泡流动，从而能够极大地提高传热效率，保持恒温环境，提高研磨精度；
其七：本发明中，升降调节电机通过主动齿轮带动同步环旋转，通过同步环能够带动所有的从动齿轮旋转，进而让所有的螺纹管旋转，由于螺纹管与螺纹杆螺纹配合，所以螺纹管旋转时，螺纹杆能够上下伸缩，对下支座形成推拉效果，让压盘的高度能够被精细的调节，进而使得压盘底部上磨盘的高度能够精细的上下调节，让研磨厚度能够调节；
其八：本发明中，通过旋转电机能够带动升降缸和丝杠滑台旋转，让滑座和可调节吸盘移动至行星运动工件盘的上方，而后升降缸再控制可调节吸盘下降移动，由于可调节吸盘与行星运动工件盘上工件孔的分布结构相同，所以行星运动工件盘上摆放的所有晶圆能够被可调节吸盘一次性全部吸取，实现批量的取出晶圆，更加高效方便；
其九：本发明中，拇指气缸通过推动支撑管像杠杆一样旋转，能够让可调节吸盘从水平状态旋转至竖直状态，而输送带机与丝杠滑台下方的位置对应设置，在输送带机上摆放晶圆花篮，输送带机配合带动晶圆花篮直线移动，同时升降缸和丝杠滑台配合带动可调节吸盘横向和纵向活动，能够让被吸取的镜片自动摆放至晶圆花篮内，实现自动的摆放晶圆，同样的，也能够自动取出晶圆花篮上摆放的晶圆，从而更加方便高效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1是本发明的内部结构正视图；
图2是本发明的图1中A处放大结构示意图；
图3是本发明的图1中B处放大结构示意图；
图4是本发明的升降调节机构正视图；
图5是本发明的行星运动工件盘俯视图；
图6是本发明的偏心轴和推拉杆俯视图；
图7是本发明的上磨盘俯视图；
图8是本发明的上磨盘仰视图；
图9是本发明的下磨盘仰视图；
图10是本发明的同步转盘俯视图；
图11是本发明的同步环、主动齿轮和从动齿轮俯视图；
图12是本发明的丝杠滑台仰视图；
图13是本发明的可调节吸盘水平状态正视图；
图14是本发明的可调节吸盘竖直状态正视图；
图15是本发明的上磨盘升起状态正视图。
附图标记说明：1、下磨盘，2、上磨盘，3、行星运动工件盘，31、平面滑环，32、限位环，33、内齿环，34、外齿环，4、自动取放机构，41、升降缸，42、旋转电机，43、丝杠滑台，431、滑座，44、吸气管，45、输送带机，46、可调节吸盘，461、拇指气缸，462、通气软管，463、支撑管，5、偏心运动机构，51、偏心运动控制电机，52、偏心轴，53、推拉杆，6、台架，7、偏心传动筒，8、主轴，81、传动滑块，82、凸环，83、传动齿柱，9、升降调节机构，91、上支座，92、下支座，93、升降调节电机，94、同步环，95、主动齿轮，96、从动齿轮，97、限位伸缩杆，98、螺纹管，99、螺纹杆，10、真空轴承，11、研磨液过滤器，12、齿轮箱，13、驱动电机，14、压盘，15、横架，16、轴承基座，17、同步转盘，18、排出管，19、支架，20、伸缩吊杆，21、进入管，22、转环，23、液压缸。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，本发明的技术方案是：
实施例一：
如图1-图15所示，基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，包括台架6，台架6的顶部设置有下磨台1，下磨台1和台架6的中间穿设有主轴8，且下磨台1的上方设置有上磨台2，主轴8外套设有偏心传动筒7，偏心传动筒7通过偏心运动机构5与主轴8连接，且主轴8通过偏心传动筒7连接有行星运动工件盘3；
上磨台2的顶部连接有压盘14，压盘14的外壁和内壁分别与台架6的顶部外壁和偏心传动筒7的外壁活动配合，并且压盘14的中间设置有横向分布的通道。
通过偏心传动筒7带动行星运动工件盘3进行运动，使得晶圆在研磨过程中既能够自转，又能够绕着主轴8公转，而且还能够直线往复偏心运动，让晶圆受到各方向的研磨效果，促进研磨粒子对晶圆施加更多方向的作用，极大的提高研磨效率；
通过偏心传动筒7带动行星运动工件盘3偏心直线运动，能够让行星运动工件盘3中间摆放的晶圆由靠近上磨台2和下磨台1的中心到远离上磨台2和下磨台1的中心不断变化，从而能够让晶圆受到研磨速率更加均匀，提高研磨效果。
偏心传动筒7的内壁两侧对称位置分别开设有孔槽，主轴8的两侧外壁上分别设置有传动滑块81，传动滑块81的结构与孔槽的结构相匹配，且传动滑块81与孔槽滑动配合；
偏心运动机构5包括偏心运动控制电机51、偏心轴52和2个推拉杆53，2个推拉杆53的一端均与偏心轴52的偏心部分转动连接，且2个推拉杆53的另一端分别与偏心传动筒7的内壁两侧对称位置转动连接，而偏心轴52的一端与偏心运动控制电机51固定连接，偏心运动控制电机51固定安装于主轴8上；主轴8通过传动滑块81既能够带动偏心传动筒7旋转，又让偏心传动筒7具有横向移动的空间，而且偏心运动控制电机51通过偏心轴52旋转，能够让推拉杆53对偏心传动筒7横向往复推动，从而让偏心传动筒7能够高速的偏心直线往复活动。
偏心传动筒7的内壁上设置有环形槽，主轴8的外壁上设置有凸环82，凸环82的直径大于环形槽的内径，且凸环82的直径小于环形槽的外径，并且凸环82与环形槽滑动配合；凸环82能够对偏心传动筒7进行限位，让偏心传动筒7能够稳定的横向活动，不会上下晃动。
偏心传动筒7的外壁上固定套设有内齿环33，内齿环33的外壁与行星运动工件盘3的一侧啮合连接，行星运动工件盘3摆放于下磨台1的顶部，且行星运动工件盘3的外壁上均匀分布有轮齿，并且行星运动工件盘3的另一侧啮合连接有外齿环34，外齿环34的外壁固定连接有平面滑环31的内壁，平面滑环31的外壁设置有限位环32，限位环32为“L”形结构，且限位环32的内壁与下磨台1的顶部之间形成环形槽，该环形槽与平面滑环31活动配合，限位环32能够将平面滑环31限制住，让平面滑环31不会上下晃动；偏心传动筒7能够通过内齿环33带动行星运动工件盘3旋转，让晶圆以行星运动工件盘3的中心为中点转动，而在外齿环34的配合作用下，使得行星运动工件盘3能够以偏心传动筒7为中心公转，让晶圆绕着偏心传动筒7在上磨台2和下磨台1之间大范围大幅度的运动，促进研磨效率。
实施例二：
如图1-图15所示，基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，包括台架6，台架6的顶部设置有下磨台1，下磨台1和台架6的中间穿设有主轴8，且下磨台1的上方设置有上磨台2，主轴8外套设有偏心传动筒7，偏心传动筒7通过偏心运动机构5与主轴8连接，且主轴8通过偏心传动筒7连接有行星运动工件盘3；
上磨台2的顶部连接有压盘14，压盘14的外壁和内壁分别与台架6的顶部外壁和偏心传动筒7的外壁活动配合，并且压盘14的中间设置有横向分布的通道。
上磨台2为环形，且上磨台2内径大于偏心传动筒7外径，使得上磨台2的内壁与偏心传动筒7的外壁之间形成可流通研磨液的空间通道，上磨台2的顶部均匀环绕设置有条形凸起，且上磨台2的顶部通过条形凸起与压盘14之间形成若干条由外壁到内壁方向的通孔，该通孔与压盘14中间横向分布的通道相连通，压盘14的外壁上转动连接有转环22，转环22的外壁连接有进入管21，进入管21与压盘14中间横向分布的通道相连通，且进入管21外壁固定连接有支架19；
上磨台2中间设置有竖向通孔，该竖向通孔与条形凸起的位置错开分部；
下磨台1的四周均匀环绕分布有竖孔，且下磨台1的底部均匀环绕设置有条形凸起，并且下磨台1通过底部的条形凸起与台架6之间形成若干条通道，下磨台1底部的通道的一端与下磨台1四周的竖孔连接，并且下磨台1底部的通道的另一端与排出管18的一端连通，排出管18的另一端连接有研磨液过滤器11，研磨液过滤器11为现有产品，由核心过滤部件由多层滤膜组合构成，通过滤膜对使用过的研磨液进行过滤，达到再利用的目的；上磨台2顶部的通孔和压盘14中间的通道内都可以流通研磨液，研磨液流动至上磨台2的顶部后，能够从上磨台2中间的通孔处向下流动，然后冲刷在被研磨的晶圆上，冲洗吊研磨下来的细小粒子，形成第一道冲刷效果，而后研磨液流动至上磨台2的的内壁与偏心传动筒7外壁之间的环形空间内，从上磨台2的内壁向上磨台2的外壁方向流动，使得研磨液以及被冲刷下来的细小粒子向上磨台2的外壁方向流动，形成第二道全面的冲洗，快速的清除研磨下来的粒子，从而能够防止研磨不均匀的情况，提高研磨效果，且使用过的研磨液能够从下磨台1四周的竖孔进入下磨台1底部的通道，最后从排出管18排出，过程中，研磨液会不断地带走上磨台2和下磨台1以及晶圆被摩擦而产生的热量，保持研磨环境的恒温，而且上磨台2和下磨台1在研磨过程中能够被压盘14罩住，使得整个研磨环境处于相对的封闭空腔内，让上磨台2和下磨台1以及晶圆都被研磨液浸泡，研磨液能够浸泡流动，从而能够极大地提高传热效率，保持恒温环境，提高研磨精度。
压盘14的顶部通过升降调节机构9连接有同步转盘17，同步转盘17的中间开设有圆形的齿孔，主轴8的顶部设置有传动齿柱83，传动齿柱83的结构与同步转盘17的结构相匹配；传动齿柱83能够带动同步转盘17旋转；
升降调节机构9包括上支座91、下支座92、升降调节电机93、同步环94、主动齿轮95、从动齿轮96、限位伸缩杆97、螺纹管98和螺纹杆99，上支座91和下支座92分别与同步转盘17和压盘14固定连接，且上支座91和下支座92之间连接有限位伸缩杆97，下支座92的顶部与螺纹杆99的一端固定连接，螺纹杆99的另一端穿设于螺纹管98的一端空腔内，螺纹杆99和螺纹管98设置有若干个，螺纹管98的另一端与上支座91转动连接，且螺纹管98外固定套设有从动齿轮96，从动齿轮96的一侧啮合连接有同步环94的外壁，同步环94的内壁与上支座91转动连接，且同步环94的底部内壁啮合连接有主动齿轮95，主动齿轮95的一侧与升降调节电机93，升降调节电机93固定安装于上支座91上；升降调节电机93通过主动齿轮95带动同步环94旋转，通过同步环94能够带动所有的从动齿轮96旋转，进而让所有的螺纹管98旋转，由于螺纹管98与螺纹杆99螺纹配合，所以螺纹管98旋转时，螺纹杆99能够上下伸缩，对下支座92形成推拉效果，让压盘14的高度能够被精细的调节，进而使得压盘14底部上磨台2的高度能够精细的上下调节，让研磨厚度可调；
支架19的顶部连接有伸缩吊杆20的一端，伸缩吊杆20的另一端与横架15连接；伸缩吊杆20的结构使得进入管21的高度能够同步上下调节。
同步转盘17外转动连接有横架15，横架15的两端底部分别设置有液压缸23；该结构使得同步转盘17的高度能够快速大幅度调节，进而使得上磨台2的高度能够高效调节。
本实施例二与实施例一的区别在于能够保持研磨环境处于恒温状态，且能够精细的调节研磨厚度。
实施例三：
如图1-图15所示，基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，包括台架6，台架6的顶部设置有下磨台1，下磨台1和台架6的中间穿设有主轴8，且下磨台1的上方设置有上磨台2，主轴8外套设有偏心传动筒7，偏心传动筒7通过偏心运动机构5与主轴8连接，且主轴8通过偏心传动筒7连接有行星运动工件盘3；
上磨台2的顶部连接有压盘14，压盘14的外壁和内壁分别与台架6的顶部外壁和偏心传动筒7的外壁活动配合，并且压盘14的中间设置有横向分布的通道。
台架6的一侧设置有自动取放机构4，自动取放机构4包括升降缸41、旋转电机42、丝杠滑台43、滑座431、吸气管44、输送带机45、可调节吸盘46、拇指气缸461、通气软管462和支撑管463，升降缸41的下端连接有旋转电机42，旋转电机42固定安装于台架6上，升降缸41的上端连接有丝杠滑台43的一端，丝杠滑台43上设置有滑座431，滑座431上穿设有若干个吸气管44，吸气管44的上端应与气泵连接，实现自动吸取，吸气管44的下端设置有可调节吸盘46，可调节吸盘46的分布结构与行星运动工件盘3上环绕分布的工件孔的结构相对应，输送带机45与丝杠滑台43下方的位置对应设置；通过旋转电机42能够带动升降缸41和丝杠滑台43旋转，让滑座431和可调节吸盘46移动至行星运动工件盘3的上方，而后升降缸41再控制可调节吸盘46下降移动，由于可调节吸盘46与行星运动工件盘3上工件孔的分布结构相同，所以行星运动工件盘3上摆放的所有晶圆能够被可调节吸盘46一次性全部吸取，实现批量的取出晶圆，更加高效方便。
可调节吸盘46的顶部连接有支撑管463的一端，支撑管463的中部转动连接有吸气管44的下端，且支撑管463的另一端通过通气软管462与吸气管44相连通，并且支撑管463远离可调节吸盘46一端的一侧铰接有拇指气缸461的一端，拇指气缸461的另一端与吸气管44的外壁铰接；拇指气缸461通过推动支撑管463像杠杆一样旋转，能够让可调节吸盘46从水平状态旋转至竖直状态，而输送带机45与丝杠滑台43下方的位置对应设置，在输送带机45上摆放晶圆花篮，输送带机45配合带动晶圆花篮直线移动，同时升降缸41和丝杠滑台43配合带动可调节吸盘46横向和纵向活动，能够让被吸取的镜片自动摆放至晶圆花篮内，实现自动的摆放晶圆，同样的，也能够自动取出晶圆花篮上摆放的晶圆，从而更加方便高效。
主轴8通过真空轴承10连接有轴承基座16，轴承基座16采用济南青大理石材质；
主轴8外套设有齿轮箱12，齿轮箱12的一侧连接有驱动电机13；济南青大理石材质的优点是天然产物内部无加工应力变形，热稳定性高受环境温度变化稳定性非常高，解决了时效和热应力变形，真空轴承10采用超高精真空主轴轴承加端面接触高压液膜，在运转情况下真空轴承10内部抽取真空，让真空轴承10外圈微量收缩，使真空轴承10在最佳的状态下运行，解决了由于轴承的本身精度问题间接影响设备及研磨质量，采用可视连接和自学习软件分析最优的加工方案，加工方案为：计算机向操作者询问是否进行研磨加工，如不想加工，或发现前面的输人有错误等时，则重新进入循环:若想加工，计算机要求操作者输人所要去除的加工余量，然后，计算机就控制机床运转进行研磨加工，并对工件的研磨加工量进行在线监测，并不断地将测得的加工量与输人计算机中设定的加工余量进行反复比较，当工件被研磨到所要求的尺寸后，计算机控制机床停机，其中在各个工作环节上都允许操作者进行人工操作控制，使操作者能根据需要进行强行中断和调整等工作。
本实施例三与实施例一的区别在于通过自动取放机构4能够实现自动的吸取和摆放晶圆，更加高效方便。
工作原理：初始状态下，液压缸23伸长使横架15上升，上磨台2处于高位，并与下磨台1分开一段距离，将摆放有晶圆的晶圆花篮置于输送带机45上，升降缸41收缩下降，使其中一个可调节吸盘46移动至晶圆一侧，过程中拇指气缸461推动可调节吸盘46至竖直状态，让可调节吸盘46能够贴合晶圆，将晶圆吸取，输送带机45配合带动晶圆花篮前后移动，同时升降缸41和丝杠滑台43配合带动可调节吸盘46横向和纵向移动，三者相配合，能够快速的让可调节吸盘46与晶圆贴合，将晶圆吸取，而后旋转电机42带动吸取有晶圆的可调节吸盘46移动至行星运动工件盘3上方，再下降至行星运动工件盘3高度，由于可调节吸盘46与行星运动工件盘3上工件孔的分布向对应，从而让被吸取的晶圆能够快速自动的摆放；
而后液压缸23收缩，拉动横架15快速下降，使下磨台1贴近行星运动工件盘3上摆放的晶圆，升降调节机构9再运作，通过主动齿轮95带动同步环94旋转，通过同步环94能够带动所有的从动齿轮96旋转，进而让所有的螺纹管98旋转，由于螺纹管98与螺纹杆99螺纹配合，所以螺纹管98旋转时，螺纹杆99能够上下伸缩，对下支座92形成推拉效果，让压盘14的高度能够被精细的调节，进而使得压盘14底部上磨台2的高度能够精细的上下调节；
接着驱动电机13通过齿轮箱12带动主轴8旋转，主轴8通过传动齿柱83带动同步转盘17旋转，使得上磨台2旋转，对晶圆进行研磨；
同时主轴8通过偏心传动筒7带动行星运动工件盘3进行运动，使得晶圆在研磨过程中既能够自转，又能够绕着主轴8公转，让晶圆受到多方向的研磨效果，促进研磨粒子对晶圆施加更多方向的作用，极大的提高研磨效率；
而且同时，主轴8通过传动滑块81既能够带动偏心传动筒7旋转，又让偏心传动筒7具有横向移动的空间，而且偏心运动控制电机51通过偏心轴52旋转，能够让推拉杆53对偏心传动筒7横向往复推动，从而让偏心传动筒7能够高速的偏心直线往复活动，进一步提高研磨效率；
在研磨抛光的过程中，上磨台2顶部的通孔和压盘14中间的通道内都可以流通研磨液，研磨液流动至上磨台2的顶部后，能够从上磨台2中间的通孔处向下流动，然后冲刷在被研磨的晶圆上，冲洗吊研磨下来的细小粒子，形成第一道冲刷效果，而后研磨液流动至上磨台2的的内壁与偏心传动筒7外壁之间的环形空间内，从上磨台2的内壁向上磨台2的外壁方向流动，使得研磨液以及被冲刷下来的细小粒子向上磨台2的外壁方向流动，形成第二道全面的冲洗，快速的清除研磨下来的粒子，从而能够防止研磨不均匀的情况，提高研磨效果，且使用过的研磨液能够从下磨台1四周的竖孔进入下磨台1底部的通道，最后从排出管18排出，过程中，研磨液会不断地带走上磨台2和下磨台1以及晶圆被摩擦而产生的热量，保持研磨环境的恒温，而且上磨台2和下磨台1在研磨过程中能够被压盘14罩住，使得整个研磨环境处于相对的封闭空腔内，让上磨台2和下磨台1以及晶圆都被研磨液浸泡，研磨液能够浸泡流动，从而能够极大地提高传热效率，保持恒温环境，提高研磨精度。
上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，包括台架(6)，所述台架(6)的顶部设置有下磨盘(1)，下磨盘(1)和台架(6)的中间穿设有主轴(8)，且下磨盘(1)的上方设置有上磨盘(2)，其特征在于：所述主轴(8)外套设有偏心传动筒(7)，偏心传动筒(7)通过偏心运动机构(5)与主轴(8)连接，且主轴(8)通过偏心传动筒(7)连接有行星运动工件盘(3)；
所述上磨盘(2)的顶部连接有压盘(14)，压盘(14)的外壁和内壁分别与台架(6)的顶部外壁和偏心传动筒(7)的外壁活动配合，并且压盘(14)的中间设置有横向分布的通道；
所述偏心传动筒(7)的内壁两侧对称位置分别开设有孔槽，所述主轴(8)的两侧外壁上分别设置有传动滑块(81)，传动滑块(81)的结构与所述孔槽的结构相匹配，且传动滑块(81)与孔槽滑动配合；
所述偏心运动机构(5)包括偏心运动控制电机(51)、偏心轴(52)和2个推拉杆(53)，2个推拉杆(53)的一端均与偏心轴(52)的偏心部分转动连接，且2个推拉杆(53)的另一端分别与偏心传动筒(7)的内壁两侧对称位置转动连接，而偏心轴(52)的一端与偏心运动控制电机(51)固定连接，偏心运动控制电机(51)固定安装于主轴(8)上；
所述偏心传动筒(7)的外壁上固定套设有内齿环(33)，内齿环(33)的外壁与行星运动工件盘(3)的一侧啮合连接，行星运动工件盘(3)摆放于下磨盘(1)的顶部，且行星运动工件盘(3)的外壁上均匀分布有轮齿，并且行星运动工件盘(3)的另一侧啮合连接有外齿环(34)，外齿环(34)的外壁固定连接于平面滑环(31)的内壁，平面滑环(31)的外壁设置有限位环(32)，限位环(32)为“L”形结构，且限位环(32)的内壁与下磨盘(1)的顶部之间形成环形槽，该环形槽与平面滑环(31)活动配合。
2.根据权利要求1所述的基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，其特征在于：所述偏心传动筒(7)的内壁上设置有环形槽，所述主轴(8)的外壁上设置有凸环(82)，凸环(82)的直径大于所述环形槽的内径，且凸环(82)的直径小于所述环形槽的外径，并且凸环(82)与所述环形槽滑动配合。
3.根据权利要求1所述的基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，其特征在于：所述上磨盘(2)为环形，且上磨盘(2)内径大于偏心传动筒(7)外径，所述上磨盘(2)的顶部均匀环绕设置有条形凸起，且上磨盘(2)的顶部通过所述条形凸起与压盘(14)之间形成若干条由外壁到内壁方向的通孔，该通孔与压盘(14)中间横向分布的通道相连通，所述压盘(14)的外壁上转动连接有转环(22)，转环(22)的外壁连接有进入管(21)，进入管(21)与压盘(14)中间横向分布的通道相连通，且进入管(21)外壁固定连接有支架(19)；
所述上磨盘(2)中间设置有竖向通孔，该竖向通孔与所述条形凸起的位置错开分部；
所述下磨盘(1)的四周均匀环绕分布有竖孔，且下磨盘(1)的底部均匀环绕设置有条形凸起，并且下磨盘(1)通过底部的条形凸起与台架(6)之间形成若干条通道，所述下磨盘(1)底部的通道的一端与下磨盘(1)四周的竖孔连接，并且下磨盘(1)底部的通道的另一端与排出管(18)的一端连通，排出管(18)的另一端连接有研磨液过滤器(11)。
4.根据权利要求3所述的基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，其特征在于：所述压盘(14)的顶部通过升降调节机构(9)连接有同步转盘(17)，同步转盘(17)的中间开设有圆形的齿孔，所述主轴(8)的顶部设置有传动齿柱(83)，传动齿柱(83)的结构与同步转盘(17)的结构相匹配；
所述升降调节机构(9)包括上支座(91)、下支座(92)、升降调节电机(93)、同步环(94)、主动齿轮(95)、从动齿轮(96)、限位伸缩杆(97)、螺纹管(98)和螺纹杆(99)，所述上支座(91)和下支座(92)分别与同步转盘(17)和压盘(14)固定连接，且上支座(91)和下支座(92)之间连接有限位伸缩杆(97)，所述下支座(92)的顶部与螺纹杆(99)的一端固定连接，螺纹杆(99)的另一端穿设于螺纹管(98)的一端空腔内，螺纹管(98)的另一端与上支座(91)转动连接，且螺纹管(98)外固定套设有从动齿轮(96)，从动齿轮(96)的一侧啮合连接于同步环(94)的外壁，同步环(94)的内壁与上支座(91)转动连接，且同步环(94)的底部内壁啮合连接有主动齿轮(95)，主动齿轮(95)的一侧与升降调节电机(93)连接，升降调节电机(93)固定安装于上支座(91)上；
所述支架(19)的顶部连接于伸缩吊杆(20)的一端，伸缩吊杆(20)的另一端与横架(15)连接。
5.根据权利要求4所述的基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，其特征在于：所述同步转盘(17)外转动连接于横架(15)，横架(15)的两端底部分别设置有液压缸(23)。
6.根据权利要求1所述的基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，其特征在于：所述台架(6)的一侧设置有自动取放机构(4)，自动取放机构(4)包括升降缸(41)、旋转电机(42)、丝杠滑台(43)、滑座(431)、吸气管(44)、输送带机(45)、可调节吸盘(46)、拇指气缸(461)、通气软管(462)和支撑管(463)，所述升降缸(41)的下端连接有旋转电机(42)，旋转电机(42)固定安装于台架(6)上，所述升降缸(41)的上端连接于丝杠滑台(43)的一端，丝杠滑台(43)上设置有滑座(431)，滑座(431)上穿设有若干个吸气管(44)，吸气管(44)的下端设置有可调节吸盘(46)，可调节吸盘(46)的分布结构与行星运动工件盘(3)上环绕分布的工件孔的结构相对应，所述输送带机(45)与丝杠滑台(43)下方的位置对应设置。
7.根据权利要求6所述的基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，其特征在于：所述可调节吸盘(46)的顶部连接于支撑管(463)的一端，支撑管(463)的中部转动连接于吸气管(44)的下端，且支撑管(463)的另一端通过通气软管(462)与吸气管(44)相连通，并且支撑管(463)远离可调节吸盘(46)一端的一侧铰接于拇指气缸(461)的一端，拇指气缸(461)的另一端与吸气管(44)的外壁铰接。
8.根据权利要求1所述的基于自学习的智能硅基晶圆超精密研磨抛光机，其特征在于：所述主轴(8)通过真空轴承(10)连接有轴承基座(16)，轴承基座(16)采用大理石材质；
所述主轴(8)外套设有齿轮箱(12)，齿轮箱(12)的一侧连接有驱动电机(13)。
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